(57)【要約】【課題】  真空処理室への水分の混入を確実に防止することが可能な真空処理装置を提供する。【解決手段】  真空処理室１０とロードロック室２０との間には、それぞれ弁体３１ａ，３１ｂを有するゲートバルブ３０ａ，３０ｂが二重に配備されている。また、ロードロック室２０には、コンダクタンスの異なる３本の排気管２１，２２，２３が接続されており、それぞれ開閉弁６２，６３，６４を介して真空ポンプ６０に接続されている。また、ロードロック室２０の内部にＮ２ガスを導入するＮ２ガス供給源２６も接続されている。【選択図】図２
2007073541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空処理室と前記真空予備室との間において、２重に配備されたゲートバルブと、
を具備することを特徴とする、真空処理装置。
【請求項２】
前記真空処理室に形成された開口を開閉する第１のゲートバルブと、
該第１のゲートバルブに隣接配備され、該第１のゲートバルブとの間に形成された開口を開閉する第２のゲートバルブと、
を具備することを特徴とする、請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記第１のゲートバルブと前記第２のゲートバルブとは、同期して開閉することを特徴とする、請求項２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記第１のゲートバルブと前記第２のゲートバルブとは、封止時に相対的に高圧となる真空予備室側から低圧となる真空処理室側へ向けて弁体を押圧するものであることを特徴とする、請求項３に記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記第１のゲートバルブには、バルブ容器内を減圧排気するための排気管が接続されていることを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記真空予備室には、流路コンダクタンスの異なる複数の排気管が接続されていることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記真空予備室には、パージガスを導入するパージガス供給源が接続されていることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項８】
基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管と、
前記排気管に接続され、前記真空予備室内を真空排気するための排気手段と、
を具備することを特徴とする、真空処理装置。
【請求項９】
前記複数の排気管は、
第１の排気管と、
前記第１の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第２の排気管と、
前記第２の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第３の排気管と、
を具備することを特徴とする、請求項８に記載の真空処理装置。
【請求項１０】
基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態まで排気する排気方法であって、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管を用いて排気速度を切替え、段階的に排気速度を大きくして排気を行うことを特徴とする、真空予備室の排気方法。
【請求項１１】
前記真空予備室内の圧力を基準にして前記排気速度の切替えを行うことを特徴とする、請求項１０に記載の真空予備室の排気方法。
【請求項１２】
前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の真空予備室の排気方法。
【請求項１３】
基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態まで排気する排気方法であって、
前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することを特徴とする、真空予備室の排気方法。
【請求項１４】
基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態から昇圧する真空予備室の昇圧方法であって、
前記真空予備室内を大気開放する際に所定流量でパージガスを導入することにより、大気開放状態で前記真空予備室内を陽圧にすることを特徴とする、真空予備室の昇圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理技術に関し、特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ等に代表されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用のガラス基板等に対し、ドライエッチング等の真空処理を施す真空処理装置等に対して有効に適用可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＬＣＤ製造プロセスにおいては、被処理基板であるＬＣＤガラス基板に対して、ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等の真空処理が多用されている。
【０００３】
このような真空処理を行う真空処理装置においては、真空に保持されて上記処理を行う真空処理室（プロセスモジュール）に隣接して真空予備室が設けられており、被処理基板の搬入出時に真空処理室内の雰囲気変動を極力小さくする構造となっている。
【０００４】
具体的には、例えば、大気側に配置されたカセットとエッチング処理等を行う真空処理室との間に、真空予備室として、大気側と真空側とのインターフェイスの役割を有するロードロック室が設けられている。
【０００５】
このロードロック室では、被処理基板の通過の都度、大気開放状態と、真空処理室と同等の高真空までの排気と、が繰り返される。このため、ロードロック室と常時真空状態が維持される真空処理室との間には、両室の気密性を確保すべく、ゲートバルブが配備されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
しかし、ゲートバルブによる気密性が十分でない場合、大気開放状態のロードロック室側から高真空状態の真空処理室内に大気中の水分が漏れ込む場合がある。真空処理室内に水分が混入すると、例え微量であっても、エッチングや成膜などの真空処理に悪影響を与え、製造されるＦＰＤ等の製品の信頼性を低下させる懸念があった。
【０００７】
また、従来のゲートバルブ構造として、真空処理室と搬出入用真空室（ロードロック室）との気密性を確保するために、可動体の両側に、各室の開口部をそれぞれ封止する一対の弁体を配備したゲートバルブも提案されている（例えば、特許文献２）。しかし、特許文献２のゲートバルブは、前記可動体から、大気側の搬入出用真空室の開口部と真空処理室の開口部の両方に向けて正反対の方向に各弁体を移動させることにより両開口部を同時に封止する構造であることから、搬入出用真空室側の弁体は、高圧側から低圧側へ向かう差圧方向に対して反対の方向に押し当てられることになり、この部分の密閉性が十分に確保できないという構造上の問題があった。
【特許文献１】特開２００５−１２１８５号公報（図３など）
【特許文献２】特開平５−９９３４８号公報（図１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のように、ロードロック室と真空処理室との気密性が十分に確保できない場合には、真空処理室にロードロック室側から水分を含む空気が混入して被処理基板の処理に悪影響を与える懸念がある。
【０００９】
また、たとえゲートバルブの密閉性を確保できたとしても、ロードロック室内は繰り返し大気開放状態におかれるため、大気中に含まれる水分が排気後のロードロック室内に残存していると、ゲートバルブを開けて被処理基板を通過させる際に、残存した水分が真空処理室内に移行してしまうという問題がある。特に、ロードロック室を高速排気した場合には、急激な圧力の減少に伴い、大気中の水分が霧化し、ロードロック室の内部に付着して残存しやすくなり、これがゲート開口を介して真空処理室に混入しやすくなる。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、真空処理室への水分の混入を確実に防止することが可能な真空処理装置を提供することを課題とする。
すなわち、まず第１に、ロードロック室と真空処理室との間の気密性を十分に確保できるゲートバルブを提供することを目的とする。また、第２に、ロードロック室内を排気する過程での水分の残存や、霧化を防止できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点は、基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空処理室と前記真空予備室との間において、２重に配備されたゲートバルブと、
を具備することを特徴とする、真空処理装置を提供する。
【００１２】
上記第１の観点によれば、真空処理室と真空予備室との間にゲートバルブを二重に配備したので、ゲートバルブを閉じた状態では、真空予備室と真空処理室との隔離が確実になされ、大気状態と高真空状態とを繰り返す真空予備室から真空処理室への水分の混入を極力低減することが可能になる。
【００１３】
上記第１の観点において、前記真空処理室に形成された開口を開閉する第１のゲートバルブと、
該第１のゲートバルブに隣接配備され、該第１のゲートバルブとの間に形成された開口を開閉する第２のゲートバルブと、
を具備することが好ましい。
また、前記第１のゲートバルブと前記第２のゲートバルブとは、同期して開閉することが好ましい。
【００１４】
また、前記第１のゲートバルブと前記第２のゲートバルブとは、封止時に相対的に高圧となる真空予備室側から低圧となる真空処理室側へ向けて弁体を押圧するものであることが好ましい。このように、各ゲートバルブの弁体は、封止時に差圧方向、すなわち、大気圧側の真空予備室から真空側の真空処理室の方向へ押圧されるので、封止が確実になされる。
【００１５】
また、前記第１のゲートバルブには、バルブ容器内を減圧排気するための排気管が接続されていることが好ましい。
これにより、真空予備室内を大気開放した状態においても、真空処理室との間に、内部が所定圧力まで減圧された第１のゲートバルブのバルブ容器を介在させることが可能になって、真空予備室から真空処理室への空気のリークをより確実に防止し、真空処理室への水分の混入を防止できる。
【００１６】
また、前記真空予備室には、流路コンダクタンスの異なる複数の排気管が接続されていることが好ましい。
さらに、前記真空予備室には、パージガスを導入するパージガス供給源が接続されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の第２の観点は、基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容し、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室と、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管と、
前記排気管に接続され、前記真空予備室内を真空排気するための排気手段と、
を具備することを特徴とする、真空処理装置を提供する。
【００１８】
上記第２の観点において、前記複数の排気管は、
第１の排気管と、
前記第１の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第２の排気管と、
前記第２の排気管よりも流路コンダクタンスの大きな第３の排気管と、
を具備することが好ましい。
【００１９】
上記第２の観点の真空処理装置では、流路コンダクタンスの異なる排気管を配備したことによって、これらを組み合わせて複数パターンの排気経路を構成することが可能になる。そして、真空予備室を排気する過程で、排気経路を切替えることによって、急激な圧力低下に伴う水分の霧化を防止することが可能になる。
【００２０】
また、本発明の第３の観点は、基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態まで排気する排気方法であって、
前記真空予備室に接続された流路コンダクタンスの異なる複数の排気管を用いて排気速度を切替え、段階的に排気速度を大きくして排気を行うことを特徴とする、真空予備室の排気方法を提供する。
【００２１】
上記第３の観点では、真空予備室を真空状態まで排気する際に、流路コンダクタンスの異なる複数の排気管を用いて排気速度を切替え、段階的に排気速度を大きくして排気を行うことによって、真空予備室内の急激な圧力低下に伴う水分の霧化を防止することが可能になる。
【００２２】
上記第３の観点において、前記真空予備室内の圧力を基準にして前記排気速度の切替えを行うことが好ましい。また、前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することが好ましい。
【００２３】
本発明の第４の観点は、基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態まで排気する排気方法であって、
前記真空予備室内が所定圧力に減圧された段階で、排気を継続しつつ該真空予備室内に所定時間パージガスを導入することを特徴とする、真空予備室の排気方法を提供する。
【００２４】
上記第４の観点によれば、パージガスの導入により、減圧下で真空予備室内の雰囲気をパージガスで置換することが可能になる。これによって、真空予備室内に残存している水分を確実に除去できる。
【００２５】
また、本発明の第５の観点は、基板が真空処理室に搬入出される過程でこれを一時的に収容するとともに、その内部が大気開放状態と真空状態とに交互に保持される真空予備室を、前記真空状態から昇圧する真空予備室の昇圧方法であって、
前記真空予備室内を大気開放する際に所定流量でパージガスを導入することにより、大気開放状態で前記真空予備室内を陽圧にすることを特徴とする、真空予備室の昇圧方法を提供する。
【００２６】
上記第５の観点によれば、大気開放と同時に、真空予備室内に所定流量でパージガス導入して内部を陽圧にすることにより、クリーンルーム内からの大気の進入が抑制され、水分やパーティクルが真空予備室内に進入することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、大気状態と高真空状態とを繰り返す真空予備室から真空処理室への水分の混入を極力低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る真空処理装置１００の概略構成を示す斜視図、図２は図１の真空処理装置１００における要部を示す水平断面図である。真空処理装置１００は、真空雰囲気で透明のＬＣＤガラス基板等の基板Ｇに対してプラズマエッチング処理や薄膜形成処理等の所望の真空処理を行う真空処理室１０と、この真空処理室１０に連設され、真空予備室として機能するロードロック室２０と、真空処理室１０とロードロック室２０との間に二重に設けられたゲートバルブ３０ａ，３０ｂと、ロードロック室２０と外部の大気側搬送機構５０とを隔てるゲートバルブ４０を備えている。
【００２９】
図２に示すように、真空処理室１０には、排気制御弁６１を介して排気手段としての真空ポンプ６０が接続されており、基板Ｇの所定の真空処理に必要な真空度までの真空排気が可能になっている。また、真空処理室１０には、ガス制御弁１１を介して処理ガス供給部１２が接続されており、真空処理室１０の内部に、所定圧の処理ガス雰囲気を形成することを可能にしている。真空処理室１０の内部には処理ステージ１３が設けられ、処理対象の基板Ｇが載置される。
【００３０】
ロードロック室２０には、コンダクタンスの異なる３本の排気管２１，２２，２３が接続されており、各排気管２１，２２，２３の途中には、それぞれ開閉弁６２，６３，６４が配備されている。各排気管２１，２２，２３は、それぞれ真空ポンプ６０に接続され、ロードロック室２０内を、真空処理室１０と同等の真空度まで真空排気することを可能にしている。
【００３１】
また、ロードロック室２０には、ガス制御弁２５を介してパージガスとしてのＮ２ガスを導入するためのＮ２ガス供給源２６が接続されており、ロードロック室２０の内部に、Ｎ２ガスを導入できるように構成されている。
【００３２】
図示のように、本実施形態の真空処理装置では、真空処理室１０とロードロック室２０との間に、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂが二重に配備された構成となっている。ゲートバルブ３０ａは、真空処理室１０とロードロック室２０とを連通させ、基板Ｇが通過可能な大きさの開口９０（図３参照；後述）の開閉動作を行う弁体３１ａを有している。また、同様に、ゲートバルブ３０ｂも、真空処理室１０とロードロック室２０とを連通させ、基板搬送装置７０に支持された基板Ｇが通過可能な大きさの開口９４（図３参照；後述）の開閉動作を行う弁体３１ｂを有している。なお、図２は、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを両方とも閉じた状態を示している。
【００３３】
また、真空処理室１０の側に配備されたゲートバルブ３０ａには、排気管２７が配備されている。排気管２７は、真空ポンプ６０と接続されており、その途中には排気制御弁６５が設けられている。排気管２７を設けることによって、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを閉じた状態で、ゲートバルブ３０ａのバルブ筐体９５ａ内を排気して所定の圧力まで減圧することが可能になる。このように、ゲートバルブ３０ａに排気手段を接続することによって、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを閉じ、ロードロック室２０内を大気開放した状態においても、真空処理室１０との間に、バルブ筐体９５ａの内部全体が減圧状態となったゲートバルブ３０ａを介在させることが可能になるため、ロードロック室２０から真空処理室１０への空気のリークをより確実に防止することが可能となり、真空処理室１０への水分の混入を防止できる。
【００３４】
ゲートバルブ４０には、ロードロック室２０と外部の大気側とを連通させ、前記大気側搬送機構５０に支持された基板Ｇが通過可能な大きさの開口部４１と、この開口部４１の開閉動作を行う弁体４２が設けられている。
【００３５】
ロードロック室２０の内部には、基板搬送装置７０が設けられている。この基板搬送装置７０は、ロードロック室２０の底部に固定されたベースプレート（図示せず）と、このベースプレートの上に積層され、基板Ｇが載置される基板支持台としてのスライドプレート７４を備えている。スライドプレート７４には、載置される基板Ｇの下面を支持する略コ字形のスライドピック部７４ａが設けられている。
【００３６】
基板搬送装置７０は、図２に例示される縮退状態から、図示しない駆動モータを作動させることにより、基板Ｇを載置した状態のスライドプレート７４が同図の紙面に向かって右方向に移動することによって、スライドピック部７４ａに支持された基板Ｇをロードロック室２０から真空処理室１０へ向けて搬入する。また、逆に真空処理室１０から基板Ｇを搬出する場合は、真空処理室１０内でスライドピック部７４ａにより基板Ｇを受け取った後、図示しない駆動モータを逆転させることで、図２に例示される縮退状態とすることができる。
【００３７】
ロードロック室２０の内部において、基板搬送装置７０を挟む位置には、バッファプレート８１およびバッファプレート８２と、このバッファプレート８１および８２を昇降させる図示しないバッファ昇降機構を備えた基板受け渡し機構８０が設けられており、基板搬送装置７０のスライドプレート７４に載置された基板Ｇの周辺部をバッファプレート８１および８２にて下方から支持して、当該スライドプレート７４から基板Ｇを浮上させる動作、および大気側搬送機構５０から受け取った基板Ｇをスライドプレート７４上に降下させる動作、等の基板受け渡し動作を行う。
【００３８】
図１を参照するに、大気側搬送機構５０は、旋回および伸縮が可能な搬送アーム５１を備えており、複数の基板Ｇが収納された基板ラック５５から未処理の１枚の基板Ｇを取り出し、ゲートバルブ４０を介してロードロック室２０内の基板搬送装置７０に渡す動作、および処理済の基板Ｇを、ロードロック室２０内の基板搬送装置７０から受け取ってゲートバルブ４０を介して大気側に取り出し、基板ラック５５に収納する動作を行う。
【００３９】
図３および図４に、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの断面構造を示す。
ゲートバルブ３０ａは、真空処理室１０の側壁１０ａに設けられた基板搬入出口９０をロードロック室２０側から開閉する。ゲートバルブ３０ａは、基板Ｇを水平姿勢で搬入出可能な開口９０を閉塞できるように、横長に形成された弁体３１ａと、この弁体３１ａを一対のクランク３２ａ，３３ａを介して支持する昇降移動可能な横長のバルブ本体３４ａとを有している。
【００４０】
バルブ本体３４ａは、エアシリンダ３５ａのピストンロッド３６ａに連結されるとともに、垂直に配置されているガイドレール３７ａによって摺動可能に案内されるようになっている。つまり、エアシリンダ３５ａを作動させて、ピストンロッド３６ａを上下に昇降させると、バルブ本体３４ａがガイドレール３７ａの案内で垂直方向に昇降移動するようになっている。
【００４１】
クランク３２ａ，３３ａは、バルブ本体３４ａの左側面と弁体３１ａの左側面との間、およびバルブ本体３４ａの右側面と弁体３１ａの右側面との間にそれぞれ掛架されている（なお、図３および図４では、右側面のクランク３２ａ，３３ａのみを図示している）。また、弁体３１ａの上面には、天井部９１ａとの摩擦を回避するためのコロ３８ａが取り付けられている。
【００４２】
ゲートバルブ３０ｂは、ゲートバルブ３０ａとロードロック室２０との間に配置され、ゲートバルブ３０ａとゲートバルブ３０ｂとを区画する隔壁９２に形成された開口９４を開閉する。なお、図３および図４中、符号９３は、基板Ｇを搬入出させるためロードロック室２０の側壁に設けられた開口である。
【００４３】
ゲートバルブ３０ｂは、基板Ｇを水平姿勢で搬入出させることが可能な開口９４を閉塞できるように、横長に形成された弁体３１ｂと、この弁体３１ｂを一対のクランク３２ｂ，３３ｂを介して支持する昇降移動可能な横長のバルブ本体３４ｂとを有している。
【００４４】
バルブ本体３４ｂは、エアシリンダ３５ｂのピストンロッド３６ｂに連結されるとともに、垂直に配置されているガイドレール３７ｂによって摺動可能に案内されるようになっている。従って、エアシリンダ３５ｂを作動させて、ピストンロッド３６ｂを上下に昇降させると、バルブ本体３４ｂがガイドレール３７ｂの案内で垂直方向に昇降移動するようになっている。
【００４５】
クランク３２ｂ，３３ｂは、バルブ本体３４ｂの左側面と弁体３１ｂの左側面との間、およびバルブ本体３４ｂの右側面と弁体３１ｂの右側面との間にそれぞれ掛架されている（なお、図３および図４では、右側面のクランク３２ｂ，３３ｂのみを図示している）。また、弁体３１ｂの上面には、天井部９１ｂとの摩擦を回避するためのコロ３８ｂが取り付けられている。
【００４６】
図示しない作動エア供給源からは、作動エアがエアシリンダ３５ａ，３５ｂに均等に分配されるとともに、エアシリンダ３５ａの駆動力はピストンロッド３６ａに、また、エアシリンダ３５ｂの駆動力はピストンロッド３６ｂに伝達されるように構成されている。従って、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂは、それぞれ同期して開口９０および開口９４を封止し、または封止を解除する。ゲートバルブ３０ａ，３０ｂが開いているときは、図３に示すように、弁体３１ａ，３１ｂは開口９０，９４よりも低い待機位置におかれ、バルブ本体３４ａ，３４ｂは弁体３１ａ，３１ｂよりもさらに低い待機位置で待機している。
【００４７】
ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを閉じる際には、図３の状態からエアシリンダ３５ａ，３５ｂを作動させてピストンロッド３６ａ，３６ｂを所定のストロークで前進させる。そして図４に示すように、バルブ本体３４ａ，３４ｂと弁体３１ａ，３１ｂとがそれぞれの原位置から、互いに平行に垂直に上昇して、弁体３１ａ，３１ｂのコロ３８ａ，３８ｂが天井面９１ａ，９１ｂに当接し、次いでバルブ本体３４ａ，３４ｂがストッパ３９ａ，３９ｂに当接する。
【００４８】
そして、クランク３２ａ，３３ａおよびクランク３２ｂ，３３ｂが働いて、弁体３１ａ，３１ｂを開口９０，９４に向けて押し出して、開口９０の周囲（側壁１０ａ）および開口９４の周囲（隔壁９２）に押し当てる。この動作の際には、コロ３８ａ，３８ｂが天井面９１ａ，９１ｂで水平方向に転動することにより、弁体３１ａ，３１ｂは水平に移動して前記開口９０，９４の周囲の壁に横方向に押し付けられる。開口９０，９４の周囲には、Ｏリング等のシール部材（図示せず）が取り付けられているため、弁体３１ａ，３１ｂは、それぞれ高い気密性をもって開口９０，９４の周囲に押し当てられ、開口９０，９４を封止することができる。
【００４９】
図４に示す閉状態から、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを開けるときは、エアシリンダ３５ａ，３５ｂを作動させてピストンロッド３６ａ，３６ｂを往動時と同一のストロークだけ下降させることにより、封止過程の動作の逆動作によってバルブ本体３４ａ，３４ｂおよび弁体３１ａ，３１ｂがそれぞれ元の待機位置へ戻り、開口９０，９４の封止が解除される。
【００５０】
なお、図３および図４に示すゲートバルブ３０ａ，３０ｂでは、一系統の作動エアをエアシリンダ３５ａ，３５ｂに均等に分配し、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを同時に動作させる構成としたが、エアシリンダ３５ａ，３５ｂにそれぞれ別個に作動エア供給源を設けて作動エアを供給する構成とし、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを、ある一定の時間間隔をあけて個別に動作させることも可能である。
【００５１】
次に、本実施形態の真空処理装置１００における基板Ｇの処理手順について説明する。まず、基板搬送装置７０は、ロードロック室２０内に縮退状態とされ、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂが閉じられ、真空処理室１０の内部は真空ポンプ６０にて必要な真空度に排気される。また、この状態で排気制御弁６５を開にして排気管２７を介してゲートバルブ３０ａのバルブ筐体９５ａ内を減圧排気する。
【００５２】
大気側搬送機構５０は、搬送アーム５１にて、未処理の基板Ｇを基板ラック５５から取り出し、ゲートバルブ４０の開口部４１を通じてロードロック室２０内に搬入し、基板搬送装置７０のスライドプレート７４の直上部に位置決めする。
【００５３】
次に、バッファプレート８１および８２が上昇して基板Ｇの周辺部を両側から持ち上げることで、基板Ｇは搬送アーム５１から浮上する。
【００５４】
その後、搬送アーム５１を大気側に引き抜いてロードロック室２０の外部に退避させた後、バッファプレート８１および８２を下降させることで、基板Ｇは、基板搬送装置７０のスライドプレート７４（スライドピック部７４ａ）上に移行して載置される。
【００５５】
そして、ゲートバルブ４０の弁体４２を閉じてロードロック室２０を密閉状態にし、開閉弁６２，６３，６４のいずれか１つ以上を開くとともに真空ポンプ６０を作動させることにより、ロードロック室２０内を真空処理室１０と同程度の真空度まで排気した後、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂによる開口９０，９４の封止を解除する。この時、ロードロック室２０は真空排気されているため、真空処理室１０の真空度や雰囲気が損なわれることはない。
【００５６】
次に、開口９３，９０，９４を通じて、基板搬送装置７０のスライドプレート７４を真空処理室１０の内部に向けて進入させ、基板Ｇを真空処理室１０の処理ステージ１３の直上部に搬入し、真空処理室１０内に設けられた図示しない突き上げピン等を介して処理ステージ１３上に載置する。その後に、スライドプレート７４をロードロック室２０内に縮退させて退避させ、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂにより開口９０，９４を封止し、真空処理室１０を密閉する。
【００５７】
その後、密閉された真空処理室１０内に、処理ガス供給部１２から必要なガスを導入して処理ガス雰囲気を形成し、基板Ｇに必要な処理を施す。
【００５８】
所定時間経過後、処理ガスの導入を停止して、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂを下降させて開口９０，９４の封止を解除する。そして、ロードロック室２０内の基板搬送装置７０のスライドプレート７４を真空処理室１０の内部に多段に伸長させ、上述の搬入動作と逆の手順で、真空処理室１０の処理済の基板Ｇを処理ステージ１３上からスライドプレート７４上に移行させてスライドプレート７４を縮退させ、ロードロック室２０内に搬出する。その後、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂにより開口９０，９４を閉じ、真空処理室１０を密閉する。また、前記と同様に排気制御弁６５を開にして排気管２７を介してゲートバルブ３０ａのバルブ筐体９５ａ内を減圧排気する。
【００５９】
その後、ロードロック室２０の排気を停止するとともに、バッファプレート８１，８２を上昇させて、基板Ｇの周辺部を支持して浮上させ、後述する圧力調整ライン２８，２９（図５参照）を介してＮ２等を徐々に導入して大気に近い圧力としたのち、ゲートバルブ４０の弁体４２を開いて、大気側搬送機構５０の搬送アーム５１を浮上した基板Ｇの下側に挿入し、その状態でバッファプレート８１，８２を降下させることで、基板Ｇを搬送アーム５１に移行させる。
【００６０】
そして、搬送アーム５１を大気側に引き出すことで、処理済の基板Ｇをロードロック室２０から大気側に搬出し、基板ラック５５に収納する。
【００６１】
以上の構成の真空処理装置１００では、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを二重に配備したので、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを閉じた状態では、ロードロック室２０と真空処理室１０との隔離が確実になされ、大気状態と高真空状態とを繰り返すロードロック室２０から真空処理室１０への水分の混入を極力低減することが可能になる。
【００６２】
また、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂの弁体３１ａ，３１ｂは、封止時に差圧方向、すなわち、大気圧側のロードロック室２０から真空側の真空処理室１０の方向へ押圧されるので、弁体３１ａ，３１ｂによる封止が確実になされる。
【００６３】
さらに、ゲートバルブ３０ａのバルブ筐体９５ａ内部を減圧排気する排気管２７を設けたので、ロードロック室２０内を大気開放した状態においても、真空処理室１０との間に、内部が所定圧力まで減圧されたゲートバルブ３０ａのバルブ筐体９５ａを介在させることが可能になって、ロードロック室２０から真空処理室１０への空気のリークをより確実に防止し、真空処理室１０への水分の混入を防止できる。
【００６４】
次に、図５および図６を参照しながら、真空処理室１０への水分の混入をより確実に防止するためのロードロック室２０の排気とガス置換の手順について説明を行う。図５に、ロードロック室２０の排気経路とパージガス供給経路の概略構成を模式的に示した。前記のとおり、ロードロック室２０には、それぞれコンダクタンスの異なる排気管２１，２２，２３が接続配備されている。具体的には、各排気管２１，２２，２３には、その途中に図示しないオリフィス（絞り部）が配備されており、各オリフィスの径を異なるものとすることによって、排気管２１，２２，２３の流路コンダクタンスを調整している。なお、各排気管２１，２２，２３の径を変化させて所望のコンダクタンスになるように調節してもよい。
【００６５】
排気管２１の途中には開閉弁６２が、排気管２２の途中には開閉弁６３が、排気管２３の途中には開閉弁６４が、それぞれ設けられている。各排気管２１，２２，２３は、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）６０ａおよびドライポンプ（ＤＰ）６０ｂ（真空ポンプ６０）に接続されており、ロードロック室２０内を真空排気できるようになっている。
【００６６】
また、ロードロック室２０には、Ｎ２ガス供給ライン２４を介してＮ２ガス供給源２６が接続されており、ロードロック室２０内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給できるようになっている。
なお、ロードロック室２０は、コンダクタンスの大きな圧力調整用ライン２８およびコンダクタンスの小さな圧力調整用ライン２９を介してもＮ２ガス供給源２６と接続されており、開閉弁６５と開閉弁６６とを切替えてＮ２ガスを徐々に導入することより、真空状態のロードロック室２０内を大気開放する際の急激な圧力上昇を抑えられるようになっている。
【００６７】
排気管２１は、最も流路コンダクタンスの大きな高速排気用の排気経路として機能するものである。排気管２３は、排気管２１に比べて流路コンダクタンスが小さく、また、排気管２２は、排気管２３に比べてさらに流路コンダクタンスが小さな排気管路である。これらの排気管２１，２２，２３を設け、開閉弁６２，６３，６４の開閉を組み合わせることによって、複数の排気経路パターンを作り出せるようになっている。例えば、本実施形態では、排気管２１のオリフィス径を４０ｍｍ、排気管２２のオリフィス径を１０ｍｍ、排気管２３のオリフィス径を１５ｍｍとした。なお、排気管の本数は３本に限るものではなく、例えば、排気管の本数をｎ本としたときには、組み合わせにより（２ｎ−１）パターンの排気経路を作り出すことができる。
【００６８】
本実施形態において、開閉弁６２，６４を閉じ、開閉弁６３を開けた状態では、最小開口径が１０ｍｍの排気管２２により排気が行われるので、流路コンダクタンスが最小の排気経路（「第１の排気経路」と称する）が構成される。
また、開閉弁６２，６３を閉じ、開閉弁６４を開けた状態では、最小開口径が１５ｍｍの排気管２３により排気が行われるので、排気管２２による第１の排気経路よりも少し流路コンダクタンスが大きな排気経路（「第２の排気経路」と称する）が構成される。
【００６９】
また、開閉弁６２を閉じ、開閉弁６３と開閉弁６４を開けた状態では、排気管２２と排気管２３の最小開口径の合計は２５ｍｍ（１０ｍｍ＋１５ｍｍ）となるので、排気管２３による第２の排気経路に比べてさらに流路コンダクタンスが少し大きな排気経路（「第３の排気経路」と称する）が構成される。
さらに、開閉弁６３，６４を閉じ、開閉弁６２のみを開けた状態では、最小開口径が４０ｍｍの排気管２１により排気が行われるので、さらに流路コンダクタンスの大きな高速排気経路（「第４の排気経路」と称する）が構成される。
【００７０】
このように、流路コンダクタンスの異なる排気管２１，２２，２３を配備し、バルブ６２，６３，６４の開閉を切替えることによって、複数パターンの排気経路を構成することが可能になる。そして、ロードロック室２０を排気する過程で、これら第１〜第４の排気経路を切替えることによって、急激な圧力低下に伴う水分の霧化を防止することが可能になる。このため、排気過程における排気経路の切替えは、ロードロック室２０内の圧力を指標として行うことが好ましい。例えば、大気圧の１０１３２５Ｐａ（７６０Ｔｏｒｒ）から排気を行い、ロードロック室２０内を排気していく過程で、およそ２６６６４Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）までは水分の霧化が起こりやすいため、この圧力に至るまでの降圧過程では、第４の排気経路による高速排気は避けることが好ましい。
【００７１】
図６に、ロードロック室２０内を大気開放してから高真空状態まで排気する手順の好ましい例を示す。なお、第１の排気経路から第４の排気経路までの切替えを行う圧力値は、以下の例に制約されるものではなく、適宜設定できる。また、圧力ではなく、例えば時間を目安に第１の排気経路から第４の排気経路までの切替えを行ってもよい。
【００７２】
まず、ステップＳ１１では、ゲートバルブ４０を開けてロードロック室２０を大気開放した状態において、大気開放と同時に、必要に応じてガス制御弁２５を開け、ロードロック室２０内に所定流量でＮ２ガスをパージしておく。これにより、ロードロック室２０内が陽圧となるため、クリーンルーム内からの大気の進入が抑制され、水分やパーティクルがロードロック室２０内に進入することを防ぐことができる。なお、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂは閉じている。
次に、ステップＳ１２では、大気開放状態からゲートバルブ４０を閉じ、ロードロック２０を閉鎖する。
【００７３】
次に、ステップＳ１３では、開閉弁６２，６４を閉じ、開閉弁６３を開け、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）６０ａおよびドライポンプ（ＤＰ）６０ｂを作動させて、第１の排気経路によりロードロック室２０内の排気を行う。このステップＳ１３における排気は、ロードロック室２０内の圧力が、例えば約７９９９２Ｐａ（６００Ｔｏｒｒ）に低下するまでを目安に実施する。
【００７４】
ロードロック室２０内の圧力が約７９９９２Ｐａ（６００Ｔｏｒｒ）に低下したら、例えば３秒後に、ステップＳ１３の状態から開閉弁６３を閉じ、開閉弁６４を開け、第２の排気経路により排気を行う（ステップＳ１４）。このステップＳ１４における排気は、ロードロック室２０内の圧力が、例えば約５３３２８Ｐａ（４００Ｔｏｒｒ）に低下するまでを目安に実施する。
【００７５】
ロードロック室２０内の圧力が約５３３２８Ｐａ（４００Ｔｏｒｒ）に低下したら、例えば５秒後に、ステップＳ１４の状態から、さらに開閉弁６３を開け、第３の排気経路に切替えて排気を行う（ステップＳ１５）。このステップＳ１５における排気は、ロードロック室２０内の圧力が、例えば約２６６６４Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）に低下するまでを目安に実施する。
【００７６】
ロードロック室２０内の圧力が約２６６６４Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）に低下したら、例えば１秒後にステップＳ１５の状態から開閉弁６３，６４を閉じ、開閉弁６２のみを開け、第４の排気経路に切替えて高速排気を行う（ステップＳ１６）。このステップＳ１６における排気は、ロードロック室２０内の圧力が約２６６６４Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）から所定の高真空状態に低下するまで実施する。
【００７７】
このように、ステップＳ１３〜ステップＳ１６では、第１の排気経路から第４の排気経路までをロードロック室２０内の圧力に応じて切替えることにより、排気過程で大気中の水分が霧化しやすい２６６６４Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）付近までの降圧過程では、ゆっくりとした排気から徐々に排気速度を上げていき、水分の霧化が起こりにくい約２６６６４Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）以下では、高速排気に移行することにより、ロードロック室２０内の水分を確実に除去し、真空処理室１０への水分の混入を防止することができる。
【００７８】
そして、ステップＳ１６での排気が進み、ロードロック室２０内部の圧力が５３．３２８Ｐａ（４００ｍＴｏｒｒ）に達した段階で、ガス制御弁２５を開にして所定流量例えば６０００〜８０００ｍＬ／ｍｉｎ、好ましくは７０００ｍＬ／ｍｉｎでロードロック室２０内にＮ２ガスを導入する（ステップＳ１７）。なお、導入するＮ２ガスの流量は、真空ポンプ６０の排気能力に応じて設定できるが、空気とＮ２との分圧比から上記例示の程度の流量とすることが好ましい。このＮ２ガスパージは、減圧下でロードロック室２０内の雰囲気をＮ２に置換することにより、ロードロック室２０内に残存している水分を最終的に除去するために実施される。このＮ２ガスのパージは、ロードロック室２０内の圧力が例えば１３．３３２Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）に達するまでの間、所定時間例えば１５〜３０秒、好ましくは２３秒程度かけて行うことが好ましい。
【００７９】
以上のステップＳ１３からステップＳ１６までの手順で第１〜第４の排気経路を切替えながらロードロック室２０内を排気し、かつステップＳ１７でのＮ２ガスパージを実施することにより、ロードロック室２０内の水分の霧化と残留を抑制しつつ、ロードロック室２０内を高真空状態まで減圧することが可能になる。従って、このようにしてロードロック室２０内を減圧排気した後、ゲートバルブ３０ａ，３０ｂを開放し、真空処理室１０との間で基板Ｇを受渡す際には、真空処理室１０への水分の混入を確実に防止できる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、基板としてＬＣＤ基板を処理するための真空処理装置を例に挙げたが、これに限らず、他のＦＰＤ基板や半導体ウエハを処理する真空処理装置であってもよい。なお、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）以外に、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。
【００８１】
また、上記実施形態では、ロードロック室２０に流路コンダクタンスの異なる３本の排気管２１，２２，２３を配備する構成としたが、４本以上を配備する構成とすることも可能である。
【００８２】
また、上記実施形態では、真空処理室１０に真空予備室２０が隣接して配置された構成の真空処理装置１００を例に挙げて説明を行ったが、真空処理室と真空予備室との間に、真空搬送室を介在配備した真空処理装置にも、本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、真空処理室と真空予備室を備えた真空処理装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空処理装置の外観を示す斜視図。
【図２】図１の真空処理装置における真空予備室および真空処理室を示す水平断面図。
【図３】ゲートバルブが開いた状態を示す概略断面図。
【図４】ゲートバルブが閉じた状態を示す概略断面図。
【図５】ロードロック室のガス排気系統とガス導入系統の概要を示す図面。
【図６】ロードロック室の排気手順を示すフロー図。
【符号の説明】
【００８５】
１０……真空処理室
２０……ロードロック室
２１，２２，２３……排気管
２４……Ｎ２ガス供給ライン
２６……Ｎ２ガス供給源
２７……排気管
３０ａ，３０ｂ，４０……ゲートバルブ
５０……大気側搬送機構
６０……真空ポンプ
７０……基板搬送装置
７４……スライドプレート
７４ａ……スライドピック部
８０……基板受け渡し機構
８１，８２……バッファプレート
１００……真空処理装置
Ｇ……基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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